SPG膜微氣泡曝氣—生物膜反應器系統(tǒng)及運行優(yōu)化研究.pdf

1、曝氣是廢水好氧生物處理工藝的基本過程，其中氣泡曝氣技術應用最為廣泛。曝氣的主要目的之一是為微生物去除污染物提供溶解氧，同時，曝氣也是動力消耗的主要環(huán)節(jié)。微氣泡有利于強化氧傳質(zhì)過程。一種采用SPG膜作為氣-液分散介質(zhì)的微氣泡產(chǎn)生方法得到發(fā)展。采用SPG膜作為氣-液分散介質(zhì)產(chǎn)生微氣泡，對生物膜反應器進行微氣泡曝氣，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)運行。本實驗在清水條件下研究了不同特性SPG膜微氣泡的產(chǎn)生條件及氧傳質(zhì)特性，并采用SPG膜微氣泡曝氣運行生物膜反應器

2、，探討反應器系統(tǒng)構(gòu)成（SPG膜類型、填料類型、填充方式）及運行條件（曝氣空氣通量、進水負荷）的優(yōu)化。
　　結(jié)果表明，在20mL/min的空氣流量條件下產(chǎn)生了穩(wěn)定的微氣泡，氣-水混合物程乳白色，液相中的微氣泡多且分布均勻。在20mL/min的空氣通量條件下進行曝氣，增加SPG膜表面濕潤性或減少SPG膜孔徑均有利于產(chǎn)生較小的微氣泡，提高氣-水混合物氣含率，有利于氧傳質(zhì)。0.6μm親水膜產(chǎn)生的微氣泡直徑最小，平均直徑31μm，氣含率為0

3、.6％，氧傳質(zhì)系數(shù)最大，達到0.31 min-1，氧傳質(zhì)效率最高，達到82.3％。此外，在相同運行條件下，減少表面濕潤性或增加SPG膜孔徑均會減少動力消耗。
　　SPG膜微氣泡曝氣生物膜反應器能夠長期連續(xù)穩(wěn)定運行。系統(tǒng)構(gòu)成優(yōu)化結(jié)果表明，降低疏水性SPG膜孔徑，采用多孔纖維填料，并采用較為疏松的床層填充方式時有利于污染物的去除。當膜孔徑為0.6μm，采用多孔纖維填料，填床層孔隙率為81.34％時，COD及氨氮去除率最好能達到85.6

4、1％、82.63％，氧利用率可接近100％。同時，當采用立體空心填料時，COD去除率可達到91.94％，但其不利于反硝化作用，不利于總氮的去除。運行參數(shù)優(yōu)化結(jié)果表明，適當提高曝氣空氣通量，提高進水負荷有利于污染物的去除。較優(yōu)的曝氣空氣流量為50mL/min，COD、氨氮去除率分別為91.32％、93.56％。較優(yōu)的COD處理負荷為0.9 kg·(m3·d)-1，此時，COD、氨氮去除率分別為90.18％、36.08％，氧利用率接近100